Главная страница  |  Описание сайта  |  Контакты
СПОСОБ ПРИГОТОВЛЕНИЯ МИКРОСФЕРИЧЕСКОГО КАТАЛИЗАТОРА ОКСИХЛОРИРОВАНИЯ УГЛЕВОДОРОДОВ
СПОСОБ ПРИГОТОВЛЕНИЯ МИКРОСФЕРИЧЕСКОГО КАТАЛИЗАТОРА ОКСИХЛОРИРОВАНИЯ УГЛЕВОДОРОДОВ

СПОСОБ ПРИГОТОВЛЕНИЯ МИКРОСФЕРИЧЕСКОГО КАТАЛИЗАТОРА ОКСИХЛОРИРОВАНИЯ УГЛЕВОДОРОДОВ

Патент Российской Федерации
Суть изобретения: Описывается способ приготовления микросферического катализатора оксихлорирования углеводородов, включающий получение гидроксида алюминия и внесение активного компонента, отличающийся тем, что гидроксид алюминия получают смешением при рН 8,5-10,5 и температуре 20-60°С в течение 2-60 с раствора оксихлорида алюминия и алюмината натрия, перемешиванием образовавшейся суспензии в течение 1-3 ч, фильтрацией и промывкой осадка до остаточного содержания - Na2O менее 1,5% и внесение активного компонента осуществляют путем смешения полученного осадка с хлорной медью и хлоридом магния, распылительной сушки при температуре газов на выходе из сушилки 130-200°С и дополнительного прокаливания полученного микросферического катализатора при 600-660°С а течение 2-4 ч. Технический результат - упрощение процесса и улучшение каталитических свойств катализатора. 1 табл.
Поиск по сайту

1. С помощью поисковых систем

   С помощью Google:    

2. Экспресс-поиск по номеру патента


введите номер патента (7 цифр)

3. По номеру патента и году публикации

2000000 ... 2099999   (1994-1997 гг.)

2100000 ... 2199999   (1997-2003 гг.)
Номер патента: 2139761
Класс(ы) патента: B01J37/04, B01J27/122, B01J27/138
Номер заявки: 97122010/04
Дата подачи заявки: 31.12.1997
Дата публикации: 20.10.1999
Заявитель(и): Институт нефтехимии и катализа АН Республики Башкортостан; Ишимбайский специализированный химический завод катализаторов; Стерлитамакское акционерное общество закрытого типа "Каустик"
Автор(ы): Абдрашитов Я.М.; Бакланов В.Б.; Джемилев У.М.; Веклов В.А.; Дмитриев Ю.К.; Павлов М.Л.; Залимова М.М.; Кутепов Б.И.; Виденеев Г.А.
Патентообладатель(и): Институт нефтехимии и катализа АН Республики Башкортостан
Описание изобретения: Изобретение относится к области приготовления гетерогенных катализаторов, используемых в процессах окислительного хлорирования углеводородов.
Известно, что окислительное хлорирование углеводородов, в частности этилена осуществляют в присутствии трегерных солевых катализаторов, когда солевые системы (обычно CuCl2·KCl) наносят методом пропитки на такие носители, как оксид алюминия, силикагель, синтетические и природные алюмосиликаты, глины и т.д. /1, Муганлинский Ф.Ф., Трегер Ю.А, Люшин М.М. "Химия и технология галогенорганических соединений. М., Химия, 1991, 39с/.
В качестве носителя обычно используют оксид алюминия в виде микросферических частиц размером от 20 до 200 микрон, которые получают распылительной сушкой суспензии гидроксида алюминия с последующим прокаливанием. Свойствами носителя определяются такие важные параметры нанесенного катализатора оксихлорирования как насыпная плотность, износоустойчивость, фракционный состав, величина удельной поверхности, радиус и объем пар. Насыпная плотность готового катализатора должна быть в пределах 0,90-1,05 кг/дм3, величина удельной поверхности 100-250 м2/г, общий объем пор 0,2-0,4 см3/г. Приготовление микросферического оксида алюминия, обеспечивающего получение катализатора с требуемыми свойствами, является сложной задачей, поэтому особенности технологии часто являются секретом фирмы.
Известен способ приготовления катализатора окислительного хлорирования этилена /2. Патент США N 4377491/, когда полученный в несколько стадий носитель - микросферический оксид алюминия - дополнительно прокаливают при 250-500oC в течение 1-5 часов (в примере 3 часа при 380oC) и для однородного распределения меди на поверхности пропитывают оксид алюминия в кипящем слое при температуре не более 50oC расчетным объемом раствора CuCl2 с концентрацией 160-600 г CuCl2 /дм3. Пропитанные частицы сушат в кипящем слое, поднимая температуру со скоростью 30 градусов в час до 140oC, и выдерживают при этой температуре 0,5-15 часов. Такой способ пропитки и сушки позволяет добиться наиболее однородного распределения меди на поверхности, при котором отклонение максимальной и минимальной поверхностной концентрации меди от среднеарифметической составляет ±7% /2/.
Недостатками указанного способа являются многостадийность и высокая энергоемкость процесса, необходимость использования очень концентрированных растворов и недостаточная равномерность распределения меди на поверхности.
Наиболее близким техническим решением по сущности и достигаемому эффекту является способ /3. Патент США N 4454683/, когда сначала осаждают гидроксид алюминия взаимодействием азотной кислоты и алюмината натрия, затем распылительной сушкой отмытого и отфильтрованного гидроксида алюминия получают микросферические частицы, которые после прокаливания при 730oC превращаются в оксид алюминия - носитель для катализатора оксихлорирования. На приготовленный таким образом носитель распыляют при 70oC раствор CuCl2 или смеси CuCl2 и KCl и сушат при 130oC.
Недостатками указанного способа является многостадийность процесса, необходимость термообработки материала при высоких (730oC) температурах, недостаточная равномерность распределения активного солевого состава на поверхности и в объеме катализатора.
Предлагаемое изобретение направлено на упрощение технологии приготовления катализатора окислительного хлорирования, на уменьшение ее энергоемкости, на обеспечение максимальной равномерности распределения активных компонентов и улучшение каталитических свойств катализатора, на уменьшение солесодержащих стоков, на снижение расходов на сырье и уменьшение себестоимости катализатора, на улучшение условий труда.
Этот технический эффект достигается путем осаждения гидроксидов алюминия при смешивании в течение 2-60 сек растворов алюмината натрия и оксихлорида алюминия при температуре 20-60oC и pH образовавшейся суспензии 8,5-0,5, перемешиванием суспензии в течение 1-3 часов, фильтрацией и промывкой полученного осадка водой до остаточного содержания Na2O менее 1,5%, смешением отмытого осадка гидроксидов алюминия с хлорной медью (CuCl2·2H2O) или смесью хлорной меди и хлористого магния (MgCl2·6H2O). Образовавшуюся суспензию гидроксидов алюминия в растворе хлоридов металлов подвергают распылительной сушке при температуре газов на выходе из сушилки 130-200oC с получением микросферического катализатора, который дополнительно прокаливают при 600-660oC в течение 2-4 часов.
Предлагаемое изобретение иллюстрируется следующими примерами.
Пример 1. В 60 дм3 химочищенной воды при температуре 20oC добавляют 4 дм3 раствора алюмината натрия, содержащего 287г Al2O3/дм3 и 248 г Na2O/дм3, перемешивают и в течение 35 сек сливают 4 дм3 раствора оксихлорида алюминия (алюмохлорида), ТУ 6-01-00203312-160-95, с pH 0,2, плотностью 1,33 кг/дм3, содержащего в пересчете на Al2O3 16,6 мас.% оксихлорида алюминия. Образовавшуюся суспензию с pH 10,0 перемешивают в течение 3 часов, осадок отфильтровывают и промывают на фильтре 120 дм3 химочищенной воды. Отфильтрованный и промытый осадок размешивают с 27 дм3 химочищенной вода. При этом содержание гидроксидов алюминия в суспензии в пересчете на Al2O3 становится примерно 6 мас. %. Затем в суспензию добавляют 0,3 кг CuCl2·2H2O, 0,2 кг MgCl2·6H2O и подвергают ее распылительной сушке в потоке горячих дымовых газов при температуре газов на выходе из сушилки 150oC. Высушенную микросферу прокаливают в течение 3 часов при температуре 640oC и получают 2,2 кг микросферического катализатора, содержащего 5 мас.% меди.
Для определения активности в стеклянный реактор высотой 1150 мм и внутренним диаметром 46 мм загружают 1 дм3 катализатора, снизу подают воздух и с помощью электроспирали нагревают псевдоожиженный слой катализатора до 200oC. Затем в реактор устанавливают контролируемый расход газообразных реагентов: этилена, воздуха и хлороводорода. При этом за счет выделяющегося тепла реакции образования дихлорэтана температура в слое катализатора повышается до 230-240oC.
Продукты реакции улавливают, анализируют и рассчитывают выход дихлорэтана на прореагировавший этилен. В примере 1 выход дихлорэтана на прореагировавший этилен составил 96,0% от теории.
Условия приготовления и результаты испытаний как образца, полученного в примере 1, так и остальных образцов катализатора оксихлорирования приведены в таблице.
Как видно из описания и таблицы заявляемый способ приготовления катализатора позволяет в отличие от известного способа проводить вместо следующих стадий: распылительной сушки суспензии гидроксида алюминия, прокалки получившегося микросферического оксида алюминия при 730oC, ответственной стадии пропитки носителя солями и сушки пропитанного носителя, только стадии распылительной сушки суспензии гидроксидов алюминия в растворе необходимых солей и прокалки получившегося микросферического катализатора при 600-660oC.
Кроме того, растворенные хлориды меди и магния при перемешивании с гидроксидами алюминия равномерно распределяются во всем объеме суспензии, что обеспечивает полную однородность распределения активных солей в объеме получающегося микросферического катализатора.
Использование относительно дешевого оксихлорида алюминия с pH 0,2 вместо дорогих концентрированных азотной или соляной кислот снимает проблемы коррозии оборудования, позволяет избавиться от выделения вредных паров в атмосферу производственных помещений, улучшает условия труда.
При использовании оксихлорида алюминия вместо кислот более, чем в 1,5 раза, по сравнению с известным способом, снижается расход дорогостоящего алюмината натрия - второго источника Al2O3. При этом соответственно уменьшается и количество хлористого натрия в суспензии, упрощается отмывка осадка от натрия.
Заявляемый способ планируется внедрить на Ишимбайском специализированном химическом заводе катализаторов.
Формула изобретения: 1. Способ приготовления микросферического катализатора оксихлорирования углеводородов, включающий получение гидроксида алюминия и внесение активного компонента, отличающийся тем, что гидроксид алюминия получают смешением при pH 8,5 - 10,5 и температуре 20 - 60oC в течение 2 - 60 с раствора оксихлорида алюминия и алюмината натрия, перемешиванием образовавшейся суспензии в течение 1 - 3 ч, фильтрацией и промывкой осадка до остаточного содержания Na2O менее 1,5% и внесение активного компонента осуществляют путем смешения полученного осадка с хлорной медью и хлоридом магния, распылительной сушки при температуре газов на выходе из сушилки 130 - 200oC и дополнительного прокаливания полученного микросферического катализатора при 600 - 660oC в течение 2 - 4 ч.